kondensasi dapat dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 volume. Etanol hasil destilasi kemudian diuji spesifikasi dan kemerniaanya. Spesifikasi dapat mengacu
pada SNI 7390:2008 seperti pada Tabel 4. Tabel 4. Spesifikasi uji bioetanol sesuai SNI 7390:2008
No. Sifat
Unit. Minmaks Spesifikasi
1 Kadar etanol
-v, min 99,5 sebelum denaturasi
94,0 setelah denaturasi 2
Kadar methanol mgl, maks
300 3
Kadar air -v, maks
1 4
Kadar Denaturasi -v, min
2 -v, maks
5 5
Kadar Tembaga Cu mgkg, maks
0,1 6
Densitas 25
o
C gmL
0,790 7
Keasaman sebagai
CH
2
COOH mgl, maks
30 8
Tampakan Jernih dan terang, tidak ada
endapan dan kotoran 9
Kadar ion klorida Cl mgl,maks
40 10
Kandungan belerang S mgl,maks
50 11
Kadar getah
gum, dicuci
mg100 mL, maks 5,0
12 pH
6,5-9,0
Sumber: Prihandana dkk, 2007
E. Fermentasi Etanol dengan Substrat Pati
Etanol dapat dihasilkan melalui proses fermentasi. Pati dapat digunakan sebagai bahan mentah untuk fermentasi etanol. Fermentasi etanol dengan substrat
pati terjadi dalam dua tahap. Tahap pertama adalah sakarifikasi dan tahap kedua adalah fermentasi. Tahap sakarifikasi pati lebih dulu dihidrolisis menjadi gula
sederhana yang dapat difermentasi oleh khamir Pelczar dan Chan, 1988. Sebelum tahap sakarifikasi, pati terlebih dahulu mengalami likuifikasi.
Pada tahap likuifikasi pati terjadi pemecahan ikatan α-1,4 glikosidik oleh enzim α- amilase pada bagian dalam rantai polisakarida secara acak sehingga dihasilkan
glukosa, maltosa, maltodekstrin dan α-limit dekstrin Nikolov dan Reilly, 1991.
Alfa limit dekstrin adalah oligosakarida yang terdiri dari empat atau lebih residu gula yang semuanya mengandung ikatan alfa-1,6 dan tidak dapat dihidrolisis oleh
enzim α-amilase Pudjaatmaka, 2002. Enzim α-amilase merupakan enzim yang menghidrolisis secara khas melalui bagian dalam dengan memproduksi
oligosakarida dari konfigurasi alfa yang memutus ikatan α-1,4 glikosidik pada
amilosa, amilopektin, dan glikogen. Ikatan α-1,6 glikosidik tidak dapat diputus oleh α-amilase, tetapi dapat dibuat menjadi cabang-cabang yang lebih pendek
Nikolov dan Reilly, 1991. Setelah terjadi likuifikasi, selanjutnya bahan akan mengalami proses
sakarifikasi oleh enzim glukoamilase. Glukoamilase merupakan eksoenzim yang terutama memecah ikatan α-1,4 dengan melepaskan unit-unit glukosa dari ujung
non reduksi molekul amilosa dan amilopektin untuk memproduksi β-D-glukosa Nikolov dan Reilly, 1991.
Madigan dkk. 2000 mengatakan, tahap fermentasi gula menjadi etanol biasanya dilakukan oleh khamir. Khamir yang penting dalam proses fermentasi
etanol adalah Saccharomyces cerevisiae. Khamir mempunyai kemampuan fermentasi etanol menggunakan gula-gula sederhana seperti glukosa, maltosa,
sukrosa, laktosa, dan rafinosa. Produksi etanol dari glukosa oleh Saccharomyces cerevisiae terjadi melalui jalur Embden-Meyerhof-Parnas EMP yang terbagi
dalam 3 tahap, dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Jalur Embden-Meyerhof-Parnas Sumber: Madigan dkk., 2000. Tahap pertama merupakan tahap perubahan glukosa C6 menjadi 2
molekul gliseraldehid-3-fosfat C3 menggunakan ATP. Reaksi oksidasi-reduksi dan pelepasan energi tidak terjadi pada tahap pertama. Kedua reaksi tersebut baru
terjadi dalam tahap kedua dan menghasilkan energi berupa ATP. Piruvat sebanyak 2 mol juga dihasilkan dalam tahap ini. Tahap ketiga merupakan tahap terjadinya
reaksi oksidasi-reduksi yang ke-2 dan pembentukan produk fermentasi Madigan dkk., 2000. Etanol yang dihasilkan pada tahap ketiga bersifat ekstraselular karena
dikeluarkan dari sel melalui membran sel Guerzoni dkk., 1997.
Menurut Rogers, dkk. 1982; Swings dan De Lay 1997, fermentasi etanol dapat juga dilakukan menggunakan bakteri Zymomonas mobillis. Osman
dkk. 1987 menjelakan, jalur glikolisis yang digunakan Zymomonas mobilis adalah lintasan Entner-Doudoroff ED, lihat Gambar 4.
F.
Morfologi dan Sifat-Sifat Zymomonas mobilis
Menurut Swings dan De Lay 1997, bakteri Zymomonas mobilis sebagai penyebab fermentasi pada sejenis tuak mexico “pluque”. Bakteri ini mampu
memfermentasi sukrosa, glukosa dan fruktosa menjadi etanol, CO
2
dan beberapa asam laktat, mikroorganisme ini dinamakan Termobacterium mobile sekarang:
Zymomonas mobilis, sub sp: mobilis. Bakteri Zymomonas mobilis memiliki ciri-ciri: sel diplobasil, ukuran 4-5
µm dan 1,4-2,0 µm, motil dengan polar flagella, gram negatif, tidak membentuk endospora dalam beer wort; koloni bakteri berwarna putih, sirkuler konveks,
mempunyai diameter 1 mm, dan tumbuh baik dengan penambahan 2 CaCO
3
F, pH medium pepton glukosa sebesar 6,5, suhu optimum 30°C. Organisme ini
bersifat anaerob fakultatif, tetapi
kondisi anaerob diperlukan
untuk memfermentasi gula Swings dan De Lay, 1997.
Genus Zymomonas termasuk dalam bakteri Gram negatif yang bersifat anaerobik fakultatif. Z. mobilis mempunyai bentuk seperti tangkai dengan ukuran
lebar 1,0 – 2,0 µm dan panjang 2,0 – 6,0 µm dan selalu berpasangan serta
termasuk bakteri yang tidak mobil. Bakteri ini dapat tumbuh baik dengan sumber nitrogen berbentuk amonium Buchanan dan Gibbon, 1975; Ly, 2007. Karena
bersifat anaerobik fakultatif maka bakteri ini dapat tumbuh dalam lingkungan yang aerob maupun anaerob Levett, 1990; Mastroeni et al, 2003.
Spesies Z. mobilis termasuk kelompok bakteri dalam devisi proteobacteria kelas alpha probacteria, ordo sphingomonadales, famili sphingomonadaceae, dan
genus Zymomonas. Genus Zymomonas memiliki satu spesies dengan dua subspecies yaitu Z. mobilis subsp. mobilis dan Z. Mobilis subsp. pomaceae
Gunasekaran dan Raj, 2002. Bentuk dari bakteri ini terlihat pada Gambar 3 berikut:
a b
Gambar 3. Morfologi Z. mobilis; a. Z. mobilis dengan menggunakan mikroskop elektron NCBI, 2008, b. Z.mobilis dengan perbesaran 5600X
Sumber: de los Angeles, 2002. Bakteri Zymomonas mobilis juga mempunyai sifat osmotoleran sampai
kadar 40, alkohol toleran dengan kadar alkohol 2-10 , kisaran pH optimum 5,0-7,0. Sel kadang-kadang membentuk rantai pendek koloni, pada fermentasi
sukrosa biasanya diawali dengan fase adaptasi yang lama Swings dan De Lay, 1997. Penggunaan Zymomonas mobilis dalam fermentasi etanol banyak
mengalami keberhasilan. Bakteri ini menunjukkan produktifitas etanol lebih tingggi 3-5 kali lipat dari yeast Rogers dkk., 1982 dengan hasil etanol dari
glukosa mencapai nilai maksimum 95-98 secara teori. Jalur glikolisis yang
digunakan Zymomonas mobilis adalah lintasan Entner-Doudoroff ED. Ciri khas jalur ini adalah terdapatnya enzim 2-keto
–3-deoksiglukonat–6–fosfat Dawes, 1986. Dalam jalur ED tidak terdapat enzim pengatur reaksi kunci seperti pada
jalur EMP yaitu allosterik heksokinase dan fosfofruktokinase Osman dkk., 1987. Dari senyawa ini akan dihasilkan asam piruvat dan gliseraldehida 3-fosfat dengan
bantuan enzim aldolasa, dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Skema Jalur 2-keto-3-deosiglukonat-6-fosfat pada fermentasi etanol oleh bakteri Zymomonas mobilis Sumber: Timotius, 1992.
G. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Fermentasi Etanol
